[Internet] 인터넷은 어떻게 동작하는가? - 인터넷 기술 인프라

요약

• 인터넷 : 컴퓨터를 하나로 연결한 거대한 컴퓨터 망, 수많은 컴퓨터를 연결하는 기술 인프라
• 이더넷 케이블 : 컴퓨터와 컴퓨터, 컴퓨터와 라우터를 연결하는 전기 선
• 라우터 : 컴퓨터와 컴퓨터, 네트워크와 네트워크 사이에서 데이터를 전달하는 장치.
• 모뎀 : 전화 시설과 컴퓨터 네트워크를 연결하기 위해 디지털 정보와 아날로그 정보를 상호 변환해주는 장치
• ISP : 인터넷 서비스를 제공하는 회사로, 인터넷을 제공해주고 다른 회사의 ISP 와도 연결시켜주는 역할을 함.
• IP 주소 : 인터넷 상에서 컴퓨터를 식별하는 숫자로 된 주소
• 도메인 네임 : IP 주소를 사람이 기억하기 쉽게 문자로 치환한 주소
• Port 번호 : 응용 프로그램을 식별하기 위한 숫자
• 패킷 : 데이터를 인터넷을 통해 전송하기 위해 작게 쪼갠 단위
• 프로토콜 : 데이터를 전송하고 해석하는 양식(통신 규약)
• TCP/IP 4 Layer : 프로토콜을 처리하는 역할마다 나눠놓은 계층 모델, 통신 과정을 처리하는 역할로 나눈 계층 모델.

 

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인터넷이란?

인터넷은 inter-network 에서 온 말로, 데이터 전송을 위해 전 세계의 컴퓨터들을 하나로 연결하는 거대한 컴퓨터 망(network)이다.

 

컴퓨터들은 땅에 묻힌 전기선과 전기선을 이어주는 장치, 전기 신호를 무선으로 전달해주는 장치 등으로 연결된다.

보통 유선은 이더넷 케이블, 무선은 WiFi나 Blutooth 라는 기술이 사용된다.

 

컴퓨터와 컴퓨터를 연결하기 : 이더넷 케이블과 라우터, 네트워크

이더넷 케이블은 컴퓨터들을 연결하는 전기선이다.

이더넷 케이블로 수많은 컴퓨터들을 연결하려면 수많은 케이블이 필요하다.

차라리 중앙에 컴퓨터를 연결하는 장치 하나를 두고, 컴퓨터들을 그 장치와 연결하면 더 효율적으로 동작할 수 있다.

그 특수한 소형 컴퓨터를 라우터라고 한다.

라우터는 어떤 메시지를 정확하게 목적지 컴퓨터에게 보내는 역할을 한다.

또 라우터는 다른 라우터와 연결되어 더 큰 네트워크를 형성할 수 있다.

출처 : MDN

 

네트워크와 네트워크를 연결하기 : 모뎀과 ISP

이더넷 케이블과 라우터로 연결된 네트워크는 한 지역, 한 집 범위이다.

이 범위를 확장해 더 먼 곳까지 연결하려면 아주 긴 케이블이 필요한데, 굳이 긴 케이블을 만드는 것 보다 더 좋은 방법이 있다.

우리는 이미 먼 곳과 통화하기 위한 전화 시설이 마련되어 있다. 이 전화 시설과 네트워크를 연결하면 된다.

전화 시설과 컴퓨터 네트워크를 연결하기 위해 모뎀이라는 특수한 장비가 필요하다.

모뎀은 네트워크의 디지털 정보를 전화시설에서 처리할 수 있는 아날로그 정보로 바꿔주거나, 그 반대로 바꿔주는 역할을 한다.

 

이런 서비스를 제공하고 관리하는 업체가 있다. 바로 ISP(Internet Service Provider), 인터넷 서비스 제공 업체이다.

ISP는 여러 회사가 있고, 자신들이 관리하는 라우터뿐만 아니라 다른 회사의 라우터들에도 액세스할 수 있다.

따라서 우리의 네트워크 메시지는 이더넷 케이블을 지나 라우터를 통해 먼저 ISP 를 거치고, ISP 네트워크를 통해 다른 네트워크로 전송된다.

(참고 - ISP와 ISP 를 연결하는 NSP, Network Service Provider 도 있다...)

 

출처 : MDN

 

 

인터넷 상에서의 컴퓨터 식별 : IP 주소와 도메인

여기까지, 컴퓨터들을 라우터에 이더넷 케이블로 연결하고, 라우터와 라우터들도 연결하고, 이 라우터들을 ISP 와도 연결해 거대한 인터넷을 구성하는 데 까지 알아봤다.

그러면 대체 인터넷 상에서 메시지를 전송할 때 컴퓨터들은 어떻게 식별될까?

일반 우편을 보낼 때도 다른 집의 주소가 필요하듯, 컴퓨터들에게도 인터넷상의 주소가 있다. 바로 IP 주소이다.

IP주소는 . 으로 구분된 4자리 숫자이다. (192.168.2.10)

우리가 보낸 메시지는 다른 컴퓨터의 IP 주소를 보고 찾아간다.

 

이 IP 주소는 컴퓨터들이 알아보기 쉽지만, 사람이 기억하기는 힘들다.

그래서 우리는 IP 주소를 사람의 문자로 치환한 도메인 이름을 사용한다. (google.com <-> 173.194.121.32)

 

 

데이터 전송 : 패킷과 프로토콜

우리가 전송하는 데이터는 텍스트, 이미지 같은 것들인데, 통째로 전송하지 않고 작게 나눠 보낸다.

이 작게 나눈 데이터 조각을 패킷이라고 한다.

 

전송되는 패킷은 이더넷 케이블이라는 전선을 먼저 통과해야 한다. 그럴러면 패킷이 전자 신호로 변환되어야 한다.

전자신호는 0과 1로 이루어져 있고 이 신호를 다른 컴퓨터에 전송하면 다시 원래의 데이터로 변환해야 하는데, 아무런 양식도 없이 01110111010... 을 전송하면 다른 컴퓨터가 이 데이터가 이미지인지 문자인지, 한국어인지 영어인지, 뭐 어떻게 변환해야하는지 알 수 없다.

따라서 데이터를 전송하는 특정 양식(통신 규약)을 정해놓았는데, 이것을 프로토콜이라고 한다.

 

프로토콜은 장치마다, 처리하는 역할마다 다양하다.

프로토콜을 각 역할로 구분하여 계층을 나눠놓은 것을 TCP/IP 4 Layer 라고 한다.

이렇게 구분해놓으면 서로 간 간섭을 최소화하여 편리성을 높일 수 있다.

 

L4 - 응용계층 (HTTP, FTP, SMTP 등)

• 웹(HTTP), 이메일(SMTP), 파일전송(FTP) 같은 응용 프로그램을 위한 프로토콜

L3 - 전송계층 (TCP)

• 응용프로그램을 구분하는 port 번호를 통해 컴퓨터에서 돌아가는 수많은 응용 프로그램들 중 특정 응용 프로그램 하나를 찾아감

L2 - 인터넷 계층 (IP)

• IP 주소를 통해 수많은 컴퓨터들 중 특정 컴퓨터 하나를 찾아감.

L1 - 네트워크 연결 계층

• 전선과 장비들을 통해 물리적으로 데이터 전송하기 위해 그에 맞는 디지털/아날로그 신호 등등으로 변환함.

 

응용 프로그램에서 데이터를 전송하면 각 프로토콜에 따라 패킷이 만들어지고, 아래 계층으로 내려가며 각 계층의 프로토콜에 따라 해석되거나 다른 정보가 덧붙여져 그 아래 계층으로 내려간다.

네트워크 연결 계층까지 오면 전선과 장치들을 통해 인터넷으로 전송되고, 이번에는 아래 계층부터 위 계층까지 차례대로 거쳐 프로토콜에 의해 원본 데이터로 해석된다.

 

아까 구분해놓으면 서로 간 간섭이 최소화되어 편하다 했는데, 응용 계층에서는 응용 프로그램끼리의 해석만을 신경쓰기만 하면 되고 그 밑에 이 응용프로그램을 어떻게 찾아오는지, 컴퓨터를 어떻게 찾아기는지, 디지털/아날로그 신호로 어떻게 바꾸는지는 신경쓰지 않아도 되기 때문이다.

 

 

 

참고 | https://developer.mozilla.org/ko/docs/Learn/Common_questions/How_does_the_Internet_work